NL2018835B1 - Relaishuis of relaiskasthuis met EtherCat systeem. - Google Patents

Abstract

Systeem of werkwij ze voor de bedrade overdracht van data, onder real time omstandigheden, vanaf een groot aantal digitale en/of analoge sensoren, naar een centrale eenheid voor verwerken en/of opslaan van die data, zoals een DPU of een DAQD, waarbij de bronnen en de centrale eenheid zich dicht bij elkaar bevinden en een systeem vormen, binnen een relaishuis (1) of een relaiskasthuis, welk systeem bedrijfsmatig is geassocieerd met een spoorweg. Daarnaast een relaishuis of relaiskasthuis met EtherCat systeem.

Description

Octrooicentrum

Nederland

21) Aanvraagnummer: 2018835

22) Aanvraag ingediend: 02/05/2017 © 2018835

BI OCTROOI @ Int. Cl.:

B61L 19/06 (2017.01) B61L 27/00 (2017.01) B61L 7/08 (2017.01)

©	Voorrang:	(73) Octrooihouder(s):
	05/05/2016 NL 2016734	VolkerRail Nederland B.V. te Vianen.
©	Aanvraag ingeschreven:	(72) Uitvinder(s):
	10/11/2017	Noël Steentjes te Vianen.
©	Aanvraag gepubliceerd:
	16/11/2017	(74) Gemachtigde: ir. J.H.W. Assendelft te Lisse.
©	Octrooi verleend: 14/02/2018
©	Octrooischrift uitgegeven: 15/02/2018

Μ) Relaishuis of relaiskasthuis met EtherCat systeem.

NL BI 2018835

57) Systeem of werkwijze voor de bedrade overdracht van data, onder real time omstandigheden, vanaf een groot aantal digitale en/of analoge sensoren, naar een centrale eenheid voor verwerken en/of opslaan van die data, zoals een DPU of een DAQD, waarbij de bronnen en de centrale eenheid zich dicht bij elkaar bevinden en een systeem vormen, binnen een relaishuis (1) of een relaiskasthuis, welk systeem bedrijfsmatig is geassocieerd met een spoorweg. Daarnaast een relaishuis of relaiskasthuis met EtherCat systeem.

_Ss \ \s \ \ \ \ \\ S «. C S \ X i-rak \ ( Λ ï 4 •:-È-ros.

pj- -LxfcT

Dit octrooi is verleend ongeacht het bijgevoegde resultaat van het onderzoek naar de stand van de techniek en schriftelijke opinie. Het octrooischrift wijkt af van de oorspronkelijk ingediende stukken.

Alle ingediende stukken kunnen bij Octrooicentrum Nederland worden ingezien.

Relaishuis of relaiskasthuis met EtherCat systeem.

Deze uitvinding heeft betrekking op de bedrade overdracht van data, onder real time omstandigheden, vanaf een groot aantal digitale en/of analoge meetdata verschaffende bronnen, zoals digitale en/of analoge sensoren, naar een centrale eenheid voor verwerken en/of opslaan van die data, zoals een DPU (data processing unit) of een DAQD (data acquisition device), waarbij de bronnen en de centrale eenheid zich dicht bij elkaar bevinden en een systeem vormen, bij voorkeur binnen een relaishuis of een relaiskasthuis (hierna ook wel huis genoemd), welk systeem bedrijfsmatig is geassocieerd met een spoorweg, bijvoorbeeld naast een spoorweg is opgesteld. Ook andere spoorwegtoepassingen zijn denkbaar, voor trein, tram of metro, voor personen- en vrachtvervoer, bij voorkeur met een bovenleiding boven de spoorbaan voor de elektrische voeding van de treinlocomotief. Het systeem past bij voorkeur binnen een grondvlak dat maximaal 100 of 50 of 25 meter lang en maximaal 100 of 50 of 25 of 15 meter breed is, en/of kan zich indoor of outdoor bevinden.

Het moet duidelijk zijn dat met digitaal ook wel een digitaalachtig analoog signaal wordt bedoeld dat de functie heeft om slechts twee toestanden te presenteren, bijvoorbeeld aan en uit of op en af, welke toestanden gewoonlijk omvangrijk van elkaar verschillen en/of tot omvangrijk verschillende sensorsignalen leiden, bijvoorbeeld 0 Volt en 24 Volt. In het algemeen wordt een dergelijk sensorsignaai als analoog signaal aangeboden aan een digitale ingang van een data verwerkingseenheid en wordt bij of na die digitale ingang het signaal digitaal gemaakt door een A/D converter om verder als echt digitaal signaal te worden verwerkt door de digitaal werkende computer processor. In onderscheid met digitaal wordt met analoog een analoog signaal bedoeld dat de functie heeft om vele toestanden te presenteren, welke gewoonlijk weinig van elkaar verschillen en/of tot weinig verschillende sensorsignalen leiden, bijvoorbeeld een traploos tussen een minimum en maximum fluctuerende waarde zoals een temperatuur of een stroomsterkte of spanningsniveau. In het algemeen wordt een dergelijk sensorsignaai als analoog signaal aangeboden aan een analoge ingang van een data verwerkingseenheid en wordt bij of na die analoge ingang het signaal digitaal gemaakt door een A/D converter om als digitaal signaal te worden verwerkt door de digitaal werkende computer processor.

Met bedrade overdracht van data wordt bij voorkeur bedoeld dat de communicatie tussen de componenten van het systeem via bedrading verloopt, dus bij voorkeur een draadloze en/of radio communicatie ontbreekt.

In dit document wordt voornamelijk aandacht besteed aan een systeem geplaatst in een huis, zoals relaishuis of relaiskasthuis, dus een indoor systeem. De in verband hiermee genoemde maatregelen zijn eveneens van toepassing op het alternatieve outdoor systeem, of een systeem onder een overkapping.

Het systeem, bijvoorbeeld geplaatst in een huis, bevat in de regel een groot aantal van meer dan tien of honderd galvanische relais van bijvoorbeeld een spoorwegbeveilingsinstallatie. Bijvoorbeeld van het type beveiligingsrelais (zgn. B relais, bijv. Bl relais). Het huis maakt bijvoorbeeld deel uit van een spoorwegtoepassing gericht op de sturing en controle van wissels of overwegen, of voor spoorbezetmelding. Het huis bevat bijvoorbeeld minimaal tien van elk van één of meer van een overwegrelais, spanningbewakingrelais, stuurrelais, controlerelais, spoorherhaalrelais (TPR) of spoorrelais (het TR of het zgn. B2-Vane relais is een veelgebruikt spoorrelais, het spoorrelais geeft aan of zich een trein bevindt in de betreffende spoorsectie).

Daarnaast bevat het huis galvanische voorzieningen, zoals voedingskabels, voor het met galvanische stroom (in vaktaal motorstroom) voeden van elektromotoren voor het verstellen van wisseltongen en/of wissel puntstukken of het bewegen van slagbomen van spoorwegovergangen.

Een B-relais is een relais met een veiligheidsfunctie in een spoorwegbeveilingsinstallatie (onder andere NX-beveiliging). B-relais hebben een zeer hoge mate van betrouwbaarheid, en gaan tientallen jaren lang mee, mits zij regelmatig worden gereviseerd. Belangrijke eigenschappen van B-relais zijn dat ze gegarandeerd afvallen als de spoel spanningsloos is, en dat de verbreekcontacten (in vakjargon backcontact) open gaan voordat de maakcontacten (frontcontact) gesloten worden. Er bestaan verscheidene typen B-relais, met specifieke eigenschappen. Het meest gebruikte type is de 56001-783Grl. Dit relais heeft twee spoelen die op 12V gelijkspanning werken, vier wisselcontacten (hele contacten), twee maakcontacten en een verbreekcontact. Verder bestaan er B-relais die vertraagd opkomen, vertraagd afvallen, geschikt zijn voor grote stromen enz. Een ander type B-relais is het spoorrelais (TR). Dit relais maakt deel uit van een spoorstroomloop, en is op als een spoorsectie onbezet is, en valt af als de spoorsectie bezet is door een trein. Bij B-relais, met name het B2 van relais (het spoorrelais) wordt vaak gebruik gemaakt van een beweegbaar element (bij het B2 relais de vane, oftewel de vaan) dat gevoelig is voor magnetisme en voor een terugstelkracht, bijvoorbeeld de zwaartekracht, zodat bij wegvallen van het door de ene of meer spoelen van het B-relais gegenereerde magnetisch veld, dit element niet meer in een uitgeweken stand wordt vastgehouden door het magneetveld en beweegt door de terugstelkracht, zoals de zwaartekracht, waardoor het B-relais schakelt. Een zgn. Bl-relais is meestal uitgerust met een terugstelveer.

Een beveiligingsrelais wordt gewoonlijk fabrieksmatig geleverd in een verzegelde behuizing. De achterwand van de behuizing is gewoonlijk uitgerust met contactpoorten die corresponderen met contactstekkers (zogenaamde terminals) die steken uit een contactblok (zogenaamde plugboard) in de relaiskast. Een B- relais wordt in dat geval geplaatst door zijn achterwand tegen het contactblok te drukken waardoor de terminals in de contactpoorten worden gestoken zodat het B-relais, via op de terminals aangesloten stroomdraden, galvanisch is aangesloten op de betreffende stroomkring waarin het B-relais moet zijn opgenomen. Wordt de verzegelde behuizing na te zijn afgeleverd door de fabriek gemodificeerd of beschadigd of de verzegeling verbroken, wordt het betreffende product afgekeurd.

Het huis bevat vele digitale en/of analoge sensoren, bijvoorbeeld minimaal vijftig of honderd, waarmee binnenin het huis het functioneren van de relais (bijvoorbeeld de relaisstand) in het huis en van de elektromotoren (bijvoorbeeld de motorstroom) buiten het huis wordt bewaakt. Tevens bevat het huis temperatuursensoren, bij voorkeur van het type NTC. De signalen van al deze sensoren moeten worden overgebracht naar een centraal verzamelpunt in het huis, via meetsignaalkabels. In de regel worden de relaisstand door een digitale sensor (levert in de regel een digitaalachtig analoog signaal) en de motorstroom en de temperatuur door een analoge sensor gedetecteerd. Iedere sensor voert een aantal keer per seconde een meting uit (dit wordt ook wel sampling rate genoemd) en stuurt de meetgegevens naar het centrale verzamelpunt.

Het is gebruikelijk, bijvoorbeeld wegens regelgeving, dat ieder meetsignaal door een eigen, separate stroom- of meetdraad wordt overgebracht naar het centrale verzamelpunt, zodat in de kabelgoten grote hoeveelheden separate stroomdraden liggen met een lengte van meestal meer dan 5 meter en in sommige gevallen meer dan 10 of 20 meter, waarbij een lengte in de orde van 30 meter of meer geen uitzondering is. Stroomdraden die door een reparatie of modificatie niet langer gebruikt worden mogen in bepaalde gevallen, wegens regelgeving, niet uit de kabelgoot verwijderd worden. Door reparaties en modificaties worden meestal stroomdraden of -kabels toegevoegd aan de kabelgoot, zodat, vooral wanneer niet langer gebruikte stroomdraden niet mogen worden verwijderd, die steeds voller raakt, en uiteindelijk overvol. In sommige gevallen moeten bij reparaties en modificaties de functie van een stroomdraad worden overgenomen door een stroomkabel, zodat permanent zichtbaar is dat een reparatie of modificatie is uitgevoerd. Aangezien een stroomkabel in de regel meeraderig is, terwijl een stroomdraad enkeladerig is, en meestal niet alle aders van de stroomkabel gebruikt worden (vaak wordt slechts één of twee van de in de regel minimaal vier aders van de stroomkabel gebruikt), wordt het overvol raken van de kabelgoot verergerd.

Het moet duidelijk zijn dat per meetsignaal in de regel twee aders of stroomdraden nodig zijn.

Bij voorkeur strekken de stroomkabels of -draden tussen een frame en het centrale verzamelpunt zich uit in de ruimte in het huis waarin de frames en het centrale verzamelpunt zich bevinden, en/of bevinden zich in een kabelgoot.

Een alternatief voor het gebruik van kabelgoten is het onder de vloer van de ruimte waarin de frames zich bevinden, onderbrengen van de stroomkabels, bijvoorbeeld in een kelder. Bijvoorbeeld worden stroomkabels of -draden via de onderkant van het frame in de kelder geleid en komen bij of onder de systeemkast weer omhoog.

De te monitoren componenten, en ook de geassocieerde sensoren, binnenin het huis bevinden zich in frames, bijvoorbeeld rekken of relaiskasten.

Het doel van de uitvinding is voor het systeem, bij voorkeur binnenin een relais- of relaiskasthuis, één of meer van: het veiliger en/of betrouwbaarder maken van het monitoren van de te monitoren componenten, zoals relais en voedingskabels voor elektrische omstelmotoren van wissels; efficiënter gebruik van aan de dataverwerking deelnemende hardware, zoals data verwerkende apparaten en data voerende stroomdraden; laag energiegebruik; robuust systeem; na in gebruik te zijn genomen van het systeem binnenin het huis, eenvoudig te repareren en/of modificeren met behoud van prestaties en eigenschappen; lage aanlegkosten; minder gevoelig voor één of meer van storing, overspraak, mechanische trillingen, temperatuurfluctuatles; rekening houden met de bestaande regelgeving; een ander, impliciet of expliciet, in dit document geopenbaard doel.

Daartoe wordt voorgesteld een systeem, bijvoorbeeld binnenin het huis, ingericht om de signaaloverdracht bedraad via een tussenstation, bij voorkeur een veelvoud van tussenstations, te laten verlopen, waarbij bij voorkeur een eerste groep van een veelvoud van bij voorkeur minimaal tien sensoren datacommunicerend is aangesloten op een eerste tussenstation via stroomdraden of -kabels en een tweede groep van een veelvoud van bij voorkeur minimaal tien sensoren datacommunicerend is aangesloten op een tweede tussenstation en het eerste en tweede tussenstation datacommunicerend zijn aangesloten op het centrale verzamelpunt via stroomdraden of -kabels, waarbij de sensoren bij voorkeur tot ofwel de eerste ofwel de tweede groep behoren. Bij voorkeur bevat het huis tussenstations (ook wel module genoemd) van minimaal twee typen en/of minimaal twee of drie of vier of vijf tussenstations Het eerste en tweede tussenstation zijn separaat en bij voorkeur op afstand van elkaar geplaatst, bij voorkeur minimaal 1 meter.

Een tussenstation omvat bij voorkeur één of meer van: een A/D converter voor het digitaal maken van de van de aangesloten sensoren afkomstige signalen; een ethernet achtige uitgang die door een draad of kabel datacommunicerend is aangesloten op het centrale verzamelpunt; een elektrische processor voor het verwerken van de van de sensoren afkomstige data; middelen voor real time overdracht van data aan het centrale verzamelpunt, bijvoorbeeld EtherCat achtig; middelen voor bedraad ontvangen van analoge data van de sensoren en bedraad verzenden van op de ontvangen analoge data gebaseerde digitale data aan het centrale verzamelpunt; is geassocieerd met een enkel frame; is geplaatst in of aan een frame; is wel of niet het enige tussenstation van het ermee geassocieerde frame (bijvoorbeeld minimaal twee of drie of vier tussenstations bij hetzelfde frame).

Bij voorkeur bedraagt voor minimaal één of twee of drie tussenstations de lengte van de ene of meer kabels of draden voor datacommunicatie met het centrale verzamelpunt minimaal 5 of 10 of 20 meter.

Bijkomend voordeel is dat het aantal stroomkabels of -draden voor datacommunicatie dat vanaf de tussenstations naar het centrale verzamelpunt loopt, aanzienlijk minder kan, in veel gevallen minder dan de helft of een kwart.

De uitvinding kan eventueel de flexibiliteit bij het ontwerpen van de in het huis te plaatsen apparatuur vergroten.

Bij voorkeur loopt vanaf iedere sensor minimaal één of twee afzonderlijke meetdraden naar het geassocieerde tussenstation. Door toepassen van de uitvinding wordt het mogelijk het aantal stroomdraden of -kabels in bijvoorbeeld kabelgoten te beperken zodat minder of kleinere kabelgoten kunnen volstaan, hetgeen de ruimtebehoefte binnenin het huis vermindert. Kabelgoten lopen bijvoorbeeld vanaf het centrale verzamelpunt, zoals een systeemkast, richting de sensoren. Voor de meetkabels of -draden die vanaf de sensoren in de richting van de kabelgoten lopen, is voldoende ruimte in de frames (bijv. rek of relaiskast) waarin de sensoren zich bevinden. Deze meetkabels zijn aangesloten op een module en vanaf de module loopt een kleiner aantal, of een enkele communicatiekabel, in de richting van de kabelgoot. Door een module in het frame te plaatsen blijven de meetkabels binnen het frame en kan het aantal kabels (communicatiekabels) dat vanaf de frames naar het centrale verzamelpunt loopt, aanzienlijk worden beperkt.

Een module is bijvoorbeeld een Sensor Interface Module (afgekort: SIM) of een Digital Input Module (afgekort: DIM). Op een SIM zijn meetkabels of -draden afkomstig van analoge sensoren aangesloten, die analoge meetsignalen toevoeren aan de SIM. Op een DIM zijn meetkabels of -draden afkomstig van digitale sensoren aangesloten, die digitale meetsignalen toevoeren aan de DIM.

Hierdoor wordt het mogelijk een deel van de functionaliteit die volgens de stand van de techniek in een systeemkast werd ondergebracht, onder te brengen in een rek van een relaishuis of in een relaiskast van een relaiskasthuis, welke functionaliteit bij voorkeur is ondergebracht in één of meer modules.

Door de uitvinding kan een ruimtebesparing in het huis worden gerealiseerd, bijvoorbeeld is er minder wandruimte nodig. Bijvoorbeeld zijn minder systeemkasten nodig, die bovendien kleiner kunnen worden uitgevoerd. Systeemkasten nemen in de regel wandruimte in, wandruimte in een huis is echter beperkt beschikbaar.

In het centrale verzamelpunt, bijvoorbeeld de systeemkast, bevinden zich bij voorkeur één of meer, bijvoorbeeld minimaal twee of drie, Data Processing Units (afgekort: DPU) en eventueel één of meer Power Supply Units (afgekort: PSU). De DPU ontvangt via de communicatiekabels de signalen afkomstig van de SIM en de DIM. De PSU levert de galvanische voeding voor één of meer van de SIM, DIM en DPU. Deze voeding wordt bij voorkeur vanaf de PSU geleverd via een sternetwerk. Bij voorkeur heeft iedere module of centraal verzamelpunt (bijv. DPU) zijn eigen voedingskabel, welke is aangesloten op een PSU.

Bij voorkeur omvat een module of een DPU één of meer van een FPGA (Field Programmed Gate Array) , CPU (Central Processing Unit) of microcontroller en computergeheugen, die bedrijfsmatig voor data overdracht wederzijds zijn aangesloten. De FPGA is een op hardwarelevel programmeerbare computercomponent en voorziet in snelle dataverwerking en ontlast daardoor de CPU.

Het centrale verzamelpunt van de stand van de techniek is een zgn. datalogger. Afhankelijk van het vereiste aantal meetkanalen (signaalingangen) voor temperatuur, analoge en digitale meetsignalen, werd een type datalogger geselecteerd. Bekende voorbeelden van datalogger typen zijn als volgt (tussen haakjes het aantal signaalingangen): K-logger2020 (2

temperatuur,	20	analoog,	20 digitaal) ;	G“logger30 60	(2
temperatuur,	30	analoog,	60 digitaal);	G-	-logger6060	(4
temperatuur,	60	analoog,	60 digitaal);	G-	-logger30120	(2
temperatuur,	30	analoog,	120 digitaal)	•
Volgens	de	uitvinding is bij voorkeur	een module van ofwel

analoog of digitaal type, dat wil zeggen uitgevoerd voor het ontvangen van ofwel analoge ofwel digitale meetsignalen, eventueel gecombineerd met één of meer ingangen voor temperatuur meetsignalen. Temperatuur meetsignalen zijn in de regel analoge signalen, echter relatief zwak in het geval van bijvoorbeeld een NTC temperatuursensor, waardoor een eigen ingang voor de temperatuursensor geschikter is. Door toepassen van analoge en digitale modulen blijkt een verdere besparing op hardware binnen het huis mogelijk, bijvoorbeeld doordat het aantal ongebruikte signaalingangen kan worden verminderd.

Bij voorkeur bevat het huis van het ene module type, bijvoorbeeld digitale type, minimaal twee, drie of vier keer zoveel modulen dan van het andere module type, bijvoorbeeld analoge type.

Voor de hardware volgens de uitvinding is bij voorkeur één of meer van het volgende van toepassing: DPU (bijvoorbeeld type MSOM) is aangesloten op max. 6 SIM of max. 12 DIM of max. 8 gecombineerd SIM en DIM; SIM (bijvoorbeeld type EAI 10): 1 temperatuur input / 10 analoge inputs; DIM (bijvoorbeeld type EDI10) : 10 digitale inputs; PSU 60W (bijvoorbeeld type UNO 60W) is voedend aangesloten op max. 5 SIM of DIM of 12 DPU of max. 3 gecombineerd SIM en DIM en DPU; PSU 150W (bijvoorbeeld type UNO 150W) is voedend aangesloten op max. 13 SIM of DIM of 30 DPU of max. 10 gecombineerd SIM en DIM en DPU.

Het systeem volgens de uitvinding is bij voorkeur ingericht voor een samplefrequentie van minimaal lkS/s (1.000 samples per seconde) of l,5kS/s of 2kS/s per kanaal en/of voor minimaal 50 of 60 kanalen. Dus bij 2kS/s per kanaal en 66 kanalen, verwerkt het systeem 132.000 samples per seconde. Bij voorkeur heeft iedere aangesloten sensor zijn eigen kanaal.

De uitvinder is tot zijn verrassing erin geslaagd een systeem te ontwikkelen dat, door middel van bedrade communicatie, zorgt voor real time overdracht van data vanaf de sensoren, via de tussenstations, naar het centrale verzamelpunt, bij voorkeur waarbij iedere sensor continu metingen verricht met per seconde minimaal 1000 of 1500 of 1750 of 2000 meetmonsters (ook wel genoemd sampling rate) en dit aantal samples real time bij het centrale verzamelpunt aankomt en daar wordt verwerkt, waarbij al deze data via bedrading wordt overgebracht. Dit werd gezien het grote aantal sensoren, de hoge sampling rate en de vanaf de frames naar het centrale verzamelpunt te overbruggen afstand door de data, voor onmogelijk gehouden.

In een voorkeursuitvoering bevat het systeem middelen voor het, onder real time omstandigheden:

in de tussenstations genereren van digitale meetdata uit de aan de ingang ontvangen meetsignalen van de sensoren;

- via de uitgang aan de ingang van het centrale verzamelpunt overdragen van deze digitale meetdata;

in het centrale verzamelpunt verwerken van deze digitale meetdata.

Voor het systeem volgens de uitvinding is bij voorkeur één of meer van het volgende van toepassing: de scan engine (bijvoorbeeld Ethercat) draait op hoogste prioriteit; gebruik van de raw ethercat interface voor meer controle over de performance; gebruik van zo min mogelijk overhead voor de data, bij voorkeur 16bits raw per kanaal in plaats van double (64 bits) per kanaal; van de dual core cpu is één core toegewezen aan de ethercat verwerking; de ethercat verwerking heeft een hoge prioriteit op de toegewezen core.

Een module is bij voorkeur geconfigureerd als slave en de DPU als master.

In de regel vormen de frames rijen met wederzijdse tussenruimte zodat een monteur zich tussen de frames kan begeven om toegang te krijgen tot de componenten in de frames voor bijvoorbeeld reparatiewerk. Een frame kan zijn samengesteld uit naast elkaar geplaatste, bijvoorbeeld separate framedelen, zoals rekken of relaiskasten. Bijvoorbeeld bevat het huis minimaal 3 of 4 of 5 rijen frames en/of is een frame samengesteld uit minimaal 3 of 4 of 5 framedelen naast elkaar. Een frame kan wel of niet zijn geaard. Bijvoorbeeld is in de regel een relaiskast geaard en een rek niet geaard. In de regel zijn de in de frames geplaatste componenten, zoals relais, sensoren, tussenstations (bijvoorbeeld DIM of SIM) niet geaard.

Bij voorkeur wordt voor het monitoren de meetdraad of -kabel van het systeem aangesloten op een vrij contact van de te monitoren component, bijvoorbeeld B-relais, en/of wordt de te monitoren component geassocieerd met een separate sensor van het systeem.

In een uitvoering wordt een relais, bijvoorbeeld spoorrelais TR, bewaakt door een koppelmeting, bijvoorbeeld door stroomtangen.

De uitvinding is in een voorkeursuitvoering gebaseerd op het inzicht van het zo dicht mogelijk bij de sensoren, bij voorkeur in of aan de frames, door een A/D converter digitaal maken van de van de sensoren afkomstige signalen. Alternatief of in combinatie hiermee is de uitvinding gebaseerd op het inzicht van het modulair maken van de apparatuur die rechtstreeks is aangesloten op de sensoren, door een module exclusief met ingangen voor digitale of digitaal achtige analoge signalen en een module met ingangen voor analoge signalen.

De bijgevoegde tekening toont in bovenaanzicht de indeling van een huis, waarbij is getoond in:

Fig.	1	een
Fig.	2	een
Fig.	3	een
Fig.	4	een
Fig.	1-	-4 t-

de frames lopen communicatiekabels of -draden naar tegen de wand geplaatste systeemkasten. Een bundel communicatiekabels is voorgesteld door een enkele rechte lijn en het met een lijn geassocieerde getal geeft het aantal aders in de bundel aan.

Het aantal frames, daarin zich bevindende te monitoren componenten en daarmee geassocieerde sensoren voor het verschaffen van de meetsignalen voor het monitoren, is gelijk voor fig. 1 en 2 respectievelijk fig. 3 en 4.

In het geval van fig. 1 en 3 komt een veel groter aantal aders aan bij de systeemkasten in vergelijking met fig. 2 en 4 . Aldus geeft de tekening een indruk van de reductie in draden of kabels die binnenin het huis lopen.

Fig. 2 en 4 tonen dat frames uitgerust zijn met modulen van type SIM en DIM. Alle tot het betreffende frame behorende sensoren via zijn via meetdraden datacommunicerend aangesloten of de met het frame geassocieerde modulen. De modulen zijn via communicatiekabels aangesloten op de apparatuur (DPU) in de systeemkasten. De zich in de systeemkasten bevindende PSU verschaft de elektrische voeding aan de meet- en dataverwerkingsapparatuur in de systeemkasten en frames.

In Fig. 1 en 2 liggen de zich tussen de frames en de systeemkast uitstrekkende stroomkabels in een kabelgoot in de bovengrondse ruimte waarin de frames en systeemkast staan. In fig. 3 en 4 lopen deze stroomkabels ondergronds in een kelder en staan de frames en systeemkast bovengronds. In fig. 3 en

4 worden alleen analoge meetsignalen verzameld van spoorrelais, zodat alleen type SIM modulen zijn geplaatst.

Alle beschreven of in de tekening getoonde maatregelen vormen op zich of in willekeurige combinatie van één of meer dergelijke maatregelen het onderwerp van deze uitvinding.

Claims (27)

1. CONCLUSIES

   1. Systeem voor de bedrade overdracht van data, onder real time omstandigheden, vanaf een groot aantal digitale en/of analoge meetdata verschaffende bronnen, zoals digitale en/of analoge sensoren, naar een centrale eenheid voor verwerken en/of opslaan van die data, zoals een DPU (data processing unit) of een DAQD (data acquisition device), waarbij de bronnen en de centrale eenheid zich dicht bij elkaar bevinden en een systeem vormen, bij voorkeur binnen een relaishuis of een relaiskasthuis, welk systeem bedrijfsmatig is geassocieerd met een spoorweg, bijvoorbeeld naast een spoorweg is opgesteld.
2. 2. Systeem volgens conclusie 1, passend binnen een grondvlak dat maximaal 100 of 50 of 25 meter lang en maximaal 100 of 50 of 25 of 15 meter breed is, en/of zich indoor of outdoor bevindend.
3. 3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, het systeem is ingericht om de signaaloverdracht bedraad via een tussenstation ofwel module, bij voorkeur een veelvoud van modules, te laten verlopen, waarbij bij voorkeur een eerste groep van een veelvoud van bij voorkeur minimaal tien sensoren datacommunicerend is aangesloten op een eerste module via stroomdraden of -kabels.
4. 4. Systeem volgens één van conclusies 1-3, een tweede groep van een veelvoud van bij voorkeur minimaal tien sensoren is datacommunicerend aangesloten op een tweede module.
5. 5 . Systeem volgens één van conclusies 1-4, de eerste en tweede modules zijn datacommunicerend aangesloten op de centrale eenheid via stroomdraden of -kabels.
6. 6. Systeem volgens één van conclusies 1-5, de sensoren behoren tot ofwel de eerste ofwel de tweede groep.
7. 7. Systeem volgens één van conclusies 1-6, het huis bevat modules van minimaal twee typen en/of de eerste en tweede module zijn separaat en bij voorkeur op afstand van elkaar geplaatst, bij voorkeur minimaal 1 meter.
8. 8. Systeem volgens één van conclusies 1-7, het huis bevat één of meer frames of rekken die de sensoren bevatten.
9. 9. Systeem volgens één van conclusies 1-8, voor een module is één of meer van het volgende van toepassing: is geassocieerd met een enkel frame; is geplaatst in of aan een frame; is wel of niet de enige module van het ermee geassocieerde frame; bijvoorbeeld minimaal twee of drie of vier modules bij hetzelfde f rame.
10. 10. Systeem volgens één van conclusies 1-9, de meetdraden die vanaf de sensoren in de richting van de centrale eenheid lopen zijn aangesloten op een zich in of aan het frame bevindende module en/of vanaf deze module loopt een enkele communicatiekabel in de richting van de centrale eenheid.
11. 11. Systeem volgens één van conclusies 1-10, een deel van de functionaliteit is, in plaats van in een systeemkast, ondergebracht in een rek van een relaishuis of in een relaiskast van een relaiskasthuis, welke functionaliteit bij voorkeur is ondergebracht in één of meer modules.
12. 12. Systeem volgens één van conclusies 1-11, met één of meer van een FPGA (Field Programmed Gate Array), CPU (Central Processing Unit) of microcontroller en computergeheugen, die bedrijfsmatig voor data overdracht wederzijds zijn aangesloten.
13. 13. Systeem volgens één van conclusies 1-12, het huis bevat van het ene module type, bijvoorbeeld digitale type, minimaal twee, drie of vier keer zoveel modulen dan van het andere module type, bijvoorbeeld analoge type.
14. 14. Systeem volgens één van conclusies 1-13, ingericht voor een sampletrequentie van minimaal 2kS/s (1.000 samples per seconde) per kanaal en/of voor minimaal 60 kanalen, met voor iedere aangesloten sensor zijn eigen kanaal.
15. 15. Systeem volgens één van conclusies 1-14, de sampling rate van iedere sensor is minimaal 2000 meetmonsters per seconde en/of de lengte van de vanaf de frames naar het centrale eenheid lopende datakabels is minimaal 5 meter.
16. 16. Systeem volgens één van conclusies 1-15, en één of meer van het volgende is van toepassing: de scan engine (bijvoorbeeld Ethercat) draait op hoogste prioriteit; gebruik van de raw ethercat interface voor meer controle over de performance; gebruik van zo min mogelijk overhead voor de data, bij voorkeur lëbits raw per kanaal in plaats van double (64 bits) per kanaal; van de dual core cpu is één core toegewezen aan de ethercat verwerking; de ethercat verwerking heeft een hoge prioriteit op de toegewezen core; een module is geconfigureerd als slave en de centrale eenheid als master.
17. 17. Systeem volgens één van conclusies 1-16, voor de frames is één of meer van het volgende van toepassing: vormen rijen met wederzijdse tussenruimte zodat een monteur zich tussen de frames kan begeven om toegang te krijgen tot de componenten in de frames voor bijvoorbeeld reparatiewerk; is samengesteld uit naast elkaar geplaatste, bijvoorbeeld separate framedelen, zoals rekken of relaiskasten; het huis bevat minimaal 3 of 4 of 5 rijen frames; een frame is samengesteld uit minimaal 3 of 4 of 5 framedelen naast elkaar; is wel of niet geaard; een relaiskast is wel en een rek niet geaard; in de frames geplaatste componenten, zoals relais, sensoren, modules, zijn niet geaard.
18. 18. Systeem volgens één van conclusies 1-17, voor het monitoren wordt de meetdraad aangesloten op een vrij contact van de te monitoren component, bijvoorbeeld B-relais, en/of wordt de te monitoren component geassocieerd met een separate sensor van het systeem.
19. 19. Systeem volgens één van conclusies 1-18, met het zo dicht mogelijk bij de sensoren, bij voorkeur in of aan de frames, door een A/D converter digitaal maken van de van de sensoren afkomstige signalen.
20. 20. Systeem volgens één van conclusies 1-19, met het modulair maken van de apparatuur die rechtstreeks is aangesloten op de sensoren, door toepassen van een module exclusief met ingangen voor digitale of digitaal achtige analoge signalen en een module met ingangen voor analoge signalen.
21. 21. Systeem volgens één van conclusies 1-20, met één of meer van het volgende: alle tot een betreffend frame behorende sensoren zijn via meetdraden datacommunicerend aangesloten op de met het frame geassocieerde modulen; deze modulen zijn via communicatiekabels aangesloten op de apparatuur (DPU) in de systeemkasten; de zich in de systeemkasten bevindende PSU verschaft de elektrische voeding aan de meet- en dataverwerkingsapparatuur in de systeemkasten en eventueel frames.
22. 22. Systeem volgens één van conclusies 1-21, met één of meer van: een groot aantal, bijvoorbeeld meer dan tien of honderd, galvanische relais van een spoorwegbeveilingsinstallatie; relais van het type beveiligingsrelais (zgn. B relais, bijv. BI relais); maakt deel uit van een spoorwegtoepassing gericht op de sturing en controle van wissels of overwegen, of voor spoorbezetmelding; bevat minimaal tien van elk van één of meer van een overwegrelais, spanningbewakingrelais, stuurrelais, controlerelais, spoorherhaalrelais (TPR) of spoorrelais.
23. 23. Systeem volgens één van conclusies 1-22, het relais is fabrieksmatig geleverd in een verzegelde behuizing.
24. 24. Werkwijze voor de bedrade overdracht van data, onder real time omstandigheden, vanaf een groot aantal digitale en/of analoge meetdata verschaffende bronnen, zoals digitale en/of analoge sensoren, naar een centrale eenheid voor verwerken en/of opslaan van die data, zoals een DPU (data processing unit)

    5 of een DAQD (data acquisition device), waarbij de bronnen en de centrale eenheid zich dicht bij elkaar bevinden en een systeem vormen, bij voorkeur binnen een relaishuis of een relaiskasthuis, welk systeem bedrijfsmatig is geassocieerd met een spoorweg, bijvoorbeeld naast een spoorweg is opgesteld.
25. 25. Werkwijze volgens conclusie 24, met toepassing van het systeem volgens één van conclusies 1-23.
26. 26. Relaishuis of relaiskasthuis met EtherCat systeem.
27. 27. Relaishuis of relaiskasthuis met een systeem volgens één van conclusies 1-23.

    = Data Acgtiisiïie Davtea {Dataiesger)

    S

    II